4. ВОЗВЕДЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

При современном уровне жизни общ ества возросла потреб­ ность в подземных сооружениях (стоянки для автотранспорта, скла­ ды и др.). Такие сооружения возводят открытым, опускным спосо­ бом, способом «стена в грунте».

О ткры ты й способ применяется на свободных от застройки площадях, преимущественно при сухих грунтах и заглублении со­ оружений до 15 м. Отрывается котлован, на дне которого обычны­ ми методами возводится подземное сооружение; по окончании ра­ бот котлован засыпается грунтом.

Опускной способ (опускные колодцы) применяют при необхо­

димости возведения здания или сооружения в водонасыщ енных

грунтах. Стены сооружения могут быть монолитные или сборные,

До начала работ выполняют подготовительные работы: по перимет­ ру будущего сооружения отрывают транш ею (форшахту) глубиной 1 м. На поверхности земли собирается или бетонируется железобе­ тонная конструкция в виде «стакана» без днищ а. Ф орма конструк­ ции может быть любой, но чаще применяется круглая в плане. У би­ раются прокладки, внутри конструкции разрабатывается грунт, в результате чего стакан под действием собственной массы опуска­ ется до проектной отметки по мере выемки грунта. Стены сооруже­ ния внизу выполнены в виде заостренной монолитной ножевой час­ ти. Бетонируются днище, перекрытия, покрытие, устанавливается технологическое оборудование. Опускным способом могут возво­ диться сооружения диаметром до 80 м, опускаемые на глубину до 70 м. Масса сооружения должна не менее чем на 25 % превыш ать силу трения.

Для уменьшения сил трения стенки сооружения делаю т с усту­ пом, а в промежутки между стенками и грунтом может закачивать­ ся раствор бентонитовой глины. Такой метод получил название «тиксотропная рубашка» («сухой» метод).

Разработку грунта в сухих условиях ведут землеройными меха­ низмами, в мокрых — гидромониторами.

Способ «стена в грунте» заключается в том, что вначале бето­ нируются или собираются из сборных железобетонных элементов конструкции ограждающих стен подземного сооружения, а затем под их защитойразрабатывается грунтовое ядро, устраивается дни­ ще, возводятся внутренние конструкции и перекрытия. На период работ по мере разработки грунтового ядра стены могут раскреп­ ляться распорками, подкосами или анкерами.

Различают стены свайные и траншейные, возводимые сухим или мокрым способом. Свайные стены устраиваются в виде ряда набивных свай, возводимых через одну сваю. В промежутках меж­ ду изготовленными таким образом сваями выбирается грунт грей­ ферными ковшами или бурением, устанавливается арматура и про­ изводится бетонирование промежуточных свай. Другой вариант возведения свайной стены — последовательное бурение скважин вплотную друг к другу с применением обсадных (направляющих) труб, если грунты устойчивые. В водонасыщенных неустойчивых грунтах бурение производят с применением глинистой суспензии.

Траншейные стены бывают сборными или монолитными и уст­ раиваются следующим образом.

При необходимости на глубину 1—1,5 м выкапывается траншея (форшахта) в качестве направляющей. Специальным штанговым экскаватором или широкозахватным грейфером отрывается тран­ шея на всю высоту стены (под защитой глинистой суспензии). В этой траншее возводится монолитная бетонная (железобетонная) или сборная железобетонная стена.

Затем поярусно разрабатывается грунт ядра сооружения с уст­ ройством временных или постоянных креплений.

Наконец, общестроительными методами устраиваются днище сооружения и внутренние конструкции.

На границе захватки устанавливается ограничитель (при необ­ ходимости закачивается раствор бентонитовой глины). При устрой­ стве монолитных стен затем устанавливается арматурный каркас и укладывается бетонная смесь.

Сборные железобетонные панели устанавливают на щебеноч­ ную бетонную подушку, а пазухи траншеи заполняют засыпкой: на­ ружную — глинощебеночной смесью, которая в дальнейшем слу­ жит гидроизоляцией, внутреннюю — грунтопесчаной смесью, ко­ торая при отрывке земляного ядра удаляется.

Подземную часть высотных зданий иногда также выполняют методом «стена в грунте». Подземная часть устраивается свайным способом в монолитном варианте, надземная — в сборном. После устройства каркаса по мере выборки грунта бетонируются пере­ крытия. В остальном порядок работ остается традиционным.

5.ВОЗВЕДЕНИЕ МОНОЛИТНЫХ БЕТОННЫХ

ИЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Применение бетона и железобетона обусловлено их высокими физико-механическими показателями, долговечностью, хорошей сопротивляемостью температурным и влажностным воздействиям, возможностью получать конструкции сравнительно простыми тех­ нологическими методами, использовать в основном местные мате­ риалы (кроме стали), сравнительно невысокой стоимостью.

Бетонные армированные (железобетонные) конструкции быва­ ют: сборными, монолитными и сборно-монолитными.

Сборные конструкции изготавливают на заводах и полигонах и устанавливают на место монтажными методами; монолитные производят укладкой подвижной бетонной смеси на месте в специ­ ально подготовленные формы (опалубку); сборно-монолитные соз­ дают с применением бетонной смеси и сборных элементов.

В современном строительстве бетон является доминирующим материалом для несущих конструкций. Комплексный процесс воз­ ведения монолитных железобетонных конструкций состоит из сле­ дующих рабочих процессов:

1)установки опалубки;

2)армирования;

3)укладки и уплотнения бетона;

4)ухода за бетоном и снятия опалубки (распалубливание).

Всостав заготовительных процессов входят: изготовление опа­ лубки и арматуры, заготовка заполнителей, приготовление бетон­ ной смеси.

Трудоемкость возведения 1 м3 монолитных железобетонных конструкций составляет 4-8 человеко-часов (чел.-ч), в том числе на опалубочные работы приходится40-45 %, арматурные— 30-35 %, бетонные — 20-25 %.

5.1. Установка опалубки

Назначение опалубки — придание требуемой формы и разме­ ров будущей бетонной конструкции, поэтому внутренние размеры опалубки должны строго соответствовать размерам будущего изде­

лия. Элементами опалубки являются: опалубочные щиты или от­ дельные элементы; крепежные устройства; поддерживающие эле­ менты (леса).

По материалу опалубка бывает: деревянной нестроганой, стро­ ганой и с набрызгом синтетической пленки; стальной; комбиниро­ ванной; железобетонной; пластмассовой; фанерной и картонной. Две последние разновидности должны обладать водостойкими ка­ чествами.

Опалубка должна удовлетворять следующим требованиям:

- прочность, неизменяемость, правильность формы и разме­

ров;

-надежное восприятие вертикальных и горизонтальных на­ грузок;

-плотность поверхности (отсутствие щелей), исключение просачивания через нее цементного молочка;

-способность обеспечивать требуемое качество бетонной по­ верхности;

-возможность многократного использования (оборачивае­ мость); чем выше оборачиваемость опалубки, тем ниже ее стои­ мость в расчете на единицу объема готовой продукции;

-технологичность, т. е. удобство в работе, возможность быст­ рой установки и разборки (распалубливания).

Вотечественном строительстве в основном применяется раз­ борно-переставная опалубка из мелких (площадью до 3 м2) и более крупных деревянных, металлических или комбинированных рам­ ных щитов.

Мелкощитовая опалубка может устанавливаться вручную при бетонировании фундаментов, колонн, перекрытий и других конст­ руктивных элементов. При необходимости из мелких щитов можно собирать крупноразмерные опалубочные панели или пространствен­ ные блоки и монтировать их с помощью кранового оборудования.

Особой популярностью сейчас пользуются мелкощиговые опа­ лубки фирм РЕЕ1, Ж )Е, БОКА, различия между которыми в основ­ ном заключаются в конструкциях соединительных элементов: зам­ ковых, клиновых, стяжных, винтовых и др.

Крупнощитовая опалубка размером 3-20 м2 применяется при бетонировании стен и других монолитных конструкций с большой

площадью опалубливания. При установке щитов увеличенного раз­ мера существенно снижается трудоемкость опалубочных работ и улучшается качество поверхностей конструкций за счет умень­ шения количества сопряжений.

Крупнощитовая опалубкаразмером на высоту помещения полу­ чила широкоераспространение при строительстве жилых и граждан­ ских бескаркасных зданий с несущими стенами из монолитного же­ лезобетона. Установкаи снятие такой опалубки осуществляется с по­ мощью кранов, обслуживающих строительный объект.

В зависимости от особенностей возводимых конструкций ис­ пользуются различные виды опалубок.

Подвесная опалубка применяется для конструкций, армиро­ ванных жесткими металлическими профилями или несущими арма­ турными каркасами.

Катучая (передвижная) опалубка используется для линей­ но-протяженных конструкций (своды, оболочки, туннели и т. д.). Такая опалубка возводится поэтапно: передвижение, ШДЬШ 9П§- лубки, опускание после бетонирования.

Для тонких и сложных по форме конструкций применяют пневматическую опалубку, выполняя операции в такой последова­ тельности: перемещение, накачивание, выпуск воздуха после бето­ нирования.

Высокие сооружения со стенками постоянного сечения требу­ ют применения скользящей опалубки. Такая опалубка постоянно поднимается, опираясь на арматурные стержни. Для высоких со­ оружений со стенками переменного сечения используют подъем­ но-переставную опалубку, выполняя работы в таком порядке: бе­ тонирование яруса, подъем опалубки с уменьшением количества наружных щитов, бетонирование следующего яруса и т. д.

Блочная опалубка обычно применяется в виде стального цельного блока при устройстве отличающихся значительной мас­ сивностью конструкций.

В монолитном домостроении применяют объемно-перестав­ ные П- и Г-образные опалубки (горизонтально и вертикально пере­ мещаемые).

Армоопалубка применяется в виде мелкоячеистых сеток, на которые наносят раствор или бетон под давлением. Сетки являются арматурой.

Конструкции, в которых бетонный массив облицовывают опа­ лубкой, возводят с применением несъемной опалубки.

Индустриальные методы строительства основываются на при­ менении инвентарной унифицированной опалубки. Неинвентар­ ную опалубку допускается применять лишь при малых объемах ра­ бот и при возведении нетиповых конструкций.

При возведении монолитных многоэтажных зданий чаще ис­ пользуются следующие виды опалубочных систем:

•разборно-переставная мелко- и крупнощитовая;

•объемно-переставная;

•блочно-переставная;

•скользящая.

Наиболее технически сложным является процесс установки опалубки несущих конструкций надземной части здания (колонн, стен, перекрытий).

Опалубку колонн собирают из деревянных, стальных или ком­ бинированных щитов (пластмассовых или фанерных щитов с ме­ таллической рамкой). Щиты охватывают хомутами в виде болтов или уголков и закрепляют клиньями через двойной ряд отверстий, для точной установки используя как опору деревянную рамку. Ком­ бинированные щиты скрепляют стяжками или болтами через гнезда в торцах.

Опалубку стен можно собирать из отдельных досок или щитов и фиксировать распорками, схватками и подкосами. Может приме­ няться объемно-переставная опалубка с П- и Г-образными рамами, извлекаемая в вертикальном или горизонтальном направлении. При устройстве щитовой опалубки вначале устанавливают щиты с одной стороны, монтируют арматуру, затем устанавливают опалубку с дру­ гой стороны и укрепляют щиты стяжными болтами и подкосами.

Балки и ребристые перекрытия могут опалубливаться щитами днищ, боковых стенок и палубы плиты, укладываемыми на кружа­ ла. Поддерживающие стойки обычно бывают инвентарными и уста­ навливаются через 1,5-2 м. Для облегчения распалубливания их ус­ танавливают на клиньях или винтах. Вместо деревянной часто ис­ пользуют фанерную и пластмассовую опалубку с рамкой из стали или алюминия. Щ иты под палубу перекрытия укладывают на про­ гоны вручную или с помощью крана между опалубкой балок в виде

«столов», объединенных со стойками. Конструкции' строек позво­ ляют производить их опускание при распалубливании, а соедине­ ние щитов с помощью специально сконструированных крепежных элементов («ключей»)— выполнять установку и разборку щитов в короткие сроки.

Отличительным свойством скользящей опалубки является то, что она беспрепятственно скользит по поверхности твердеющего бетона, опираясь на домкратные стержни. Количество домкратиых стержней (и домкратных рам) определяется расчетом. Обычно стержни располагают через 1,5-2 м по периметру стены.

При конструировании скользящей опалубки должны быть со­ блюдены следующие параметры и условия:

• высота опалубки должна быть 1,1-1,2 м (при меньшей высо­ те теряется устойчивость, при большей имеет место излишнее утя­ желение опалубки, поскольку она соприкасается с бетоном только в

своей верхней части);

• опалубка внизу должна иметь зазор 5-7 мм (конусность) для облегчения ее подъема и предотвращения срывов бетона;

•опалубка не должна жестко крепиться к кружалам, так как

врезультате проскальзывания домкратов возможно нарушение ее конусности;

•поперечная связь домкратной рамы для удобства работы должна возвышаться над рабочим настилом не менее чем на 0,3 м;

•стыкование соседних домкратных стержней по мере подъе­ ма опалубки должно осуществляться в разных уровнях.

Поступающая на объект опалубка должна быть маркирована. Если бетонная смесь при бетонировании подается краном, то опалуб­ ку следует устанавливать с помощью рабочего крана. В случае пода­ чи бетонной смеси другими механизмами опалубка устанавливается средствами малой механизации или кранами малой грузоподъемно­ сти. Последовательность установки опалубки указывается в техноло­ гической карте или схеме организации опалубочных работ.

Место установки опалубочных форм и лесов должно быть очи­ щено от мусора, снега и наледи. Поверхность земли должна быть спланирована срезкой верхнего слоя грунта. Подсыпать для этого грунт не разрешается.

При установке опалубки следует обращать особое внимание на вертикальность и горизонтальность элементов.

Арматурой называют стальные стержни, профили, проволоку

иизделия из них, предназначенные для восприятия в железобетон­ ных конструкциях растягивающих и знакопеременных усилий.

Арматура, применяемая для изготовления железобетонных из­ делий, подразделяется:

•по материалу на стальную и неметаллическую;

•по способу изготовления на стержневую, канатную и прово­ лочную;

•по профилю на круглую гладкую (класс А-1) и периодиче­ ского профиля;

•по принципу работы на ненапрягаемую и напрягаемую;

•по назначению на рабочую, распределительную и монтаж­

ную;

•по способу установки на свгфиую И ВЯЗЗНуЮ; В виде отдель­ ных стержней, сеток и каркасов.

Напряжение арматуры производится механическим или элек­ тротермическим способом на заводах с помощью упоров, на строй­ площадке с помощью домкратов.

Процесс напряжения арматуры технически сложен, поэтому при монолитном бетонировании напрягаемая арматура применяет­ ся редко.

Для более полного использования свойств металла арматуру можно упрочнять: термически (закалка), холодной вытяжкой, сплющиванием в холодном состоянии, волочением через отверстия диаметром, меньшим, чем диаметр арматуры (волочение через фильеры).

Арматурная сталь в зависимости от механических качеств от­ носится к различным классам. Для каждого класса горячекатаной арматурной стали в зависимости от ее химического состава уста­ навливают определенные марки (СтЗ, Ст5,18Г2С и др.). Буквами обозначены элементы, входящие в состав стали: Г — марганец, С — кремний и т. д., а цифрами — их процентное содержание. Напри­ мер, в марке стали 18Г2С цифра 18 обозначает содержание углеро­ да в сотых долях процента, цифра 2 — содержание марганца в про­ центах. Отсутствие цифры после буквы С означает, что элемент присутствует в количестве, не превышающем 1 %.